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ATOS物联网教学实验开发系统

一、引言：“物联网”下的无线传感器网络

物联网是通过信息传感设备，按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络，其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，采用智能计算技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。

物联网技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命，是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。

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2009 年8 月7 日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表重要讲话：提出了“在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的‘传感信息中心’或‘感知中国’中心”的重要指示；

2009 年11月3日《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，温家宝总理再次提出“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的‘发动机’”。

2010年两会期间，物联网再次成为热议话题。随着感知中国战略的启动及逐步展开，中国物联网产业发展面临巨大机遇。

《江苏省物联网产业发展规划纲要》指出：至2012年，完成物联网特色化产业基地建设，形成全省产业发展的空间布局和功能定位，销售收入超过1500亿元，集聚规模以上企业1000家以上，形成年销售额超十亿元的龙头企业10家以上，孵化一批具备较强竞争力的创新型中小企业，培育上市企业10家以上。至2015年，销售收入超过4000亿元。

随着信息采集与智能计算技术的迅速发展和互联网与移动通信网的广泛应用，大规模发展物联网及相关产业的时机日趋成熟，欧美等发达国家将物联网作为未来发展的重要领域。美国将物联网技术列为在经济繁荣和国防安全两方面至关重要的技术，以物联网应用为核心的“智慧地球”计划得到了奥巴马政府的积极回应和支持；欧盟2009年6月制定并公布了涵盖标准化、研究项目、试点工程、管理机制和国际对话在内的物联网领域十四点行动计划。

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无线传感网络正是适应于这样背景下的全新网络技术。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信和分布式信息处理等技术，能够通过各类集成化的微型传感器协同完成对各种环境或监测对象的信息的实时监控、感知和采集，这些信息通过无线方式被发送，并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会这三元世界的连通。

可以预见，在不久的将来，无线传感网络将给我们的生活带来革命性的变化。

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二、ATOS系统概述

ATOS是一款融合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术、无线通讯技术、网络安全技术等一系列先进技术的物联网产品，在网络安全协议、大规模传感器网络中的节点移动性管理、网络的自组织、自愈性和系统功耗问题等一系列关键技术方面处于市场的前沿。

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ATOS包含了一整套完善的解决方案： 应用决策层 AtoApp：应用决策软件，基于各种行业应用，可实现数据的远程即时获取，迅速做出决策。 中央服务器 AtoServer：中央数据库服务器，存储海量传感器数据。 采集汇聚层 AtoSink：汇聚节点网络数据，通过3G、Internet等将数据远程上传至中央服务器。 WSN网络 Atosenet：节点网络，自组织、自恢复、低功耗、网状路由。 数据感知层 AtoSensor：可接入各种标准传感器及用户自定义传感器，用于感知各种物理量。

该解决方案囊括了从底层数据采集一直到上层应用软件全部“物联网”工作链，整套方案基于ATOS2.0框架设计，灵活易用。用户甚至可以不需要开发一行代码，就可以完成自己研究领域的应用开发工作。ATOS系统主要分为两大方向：教学实验系统和应用开发系统。

目前该系统已成功应用于多个领域：精准农业、智能交通、医疗卫生、环境监测、公共安全、工业监控、煤矿安全等。

丰富的底层硬件设备

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多种采集设备和应用客户端

完善的采集上传工具

丰富的分析工具（网络分析程序，定位程序，仿真代理程序）

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强大的ATOS配置系统 多种多样的应用系统

ATOS系统成功应用案例：

? 华为M2M网关

与华为公司合作，基于本系统开发M2M网关，支持最新WMMP协议，系统内传感数据通过3G网络无障碍传送至华为远程数据平台，为各种M2M应用提供完善解决方案。

? 工业现场监测

本系统无缝接驳药厂发酵罐、冰库固有专用传感部件，无线通讯传输传感数据至中央控制MES系统，作为“工业流程控制系统”的最前端数据采集系统，顺利完成数据远程、实时监测。本系统已应用于无锡山禾药业现场监控等。

? 煤矿井下安全监测

本系统加强型定位节点，配置压力、温湿度传感器监测井下环境及设备安全信息，配置GPS，摄像头模块监测井下人员及车辆定位并跟踪运行轨迹。本系统与南京欣网视讯通信科技有限公司（上市企业，证券代码：600403）合作已应用于山西怀仁县峙峰山煤矿等。

? 水产环境监测

本系统普通型节点，安装于水产养殖场现场，自组织成无线网络，实时监测农业生产关键传感元素，形成历史数据，提供水产养殖专家使用。本系统与上海海洋大学合作，为国家863科研项目。

? 精准农业大棚监测

本系统普通型节点，安装于农业大棚现场，实时监测精准农业大棚生产传感数据，形成记录，提供农业专家使用。本系统与江苏省农科院合作，目前已应用于六合国家示范区。

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